[发明专利]带有导管的推进器及具备该推进器的船舶

说明书

技术领域

本发明涉及船舶所具备的带有导管的推进器和具备该推进器的船舶。

背景技术

以往，作为船舶用推进器具有在螺旋桨的周围设置有导管的带有导管的推进器。该带有导管的推进器例如形成将设置于船体船尾部的船内的原动机的输出从贯通从船底面向下方突出设置的支柱（strut）的内部的纵旋转轴通过设置于支柱下部的齿轮箱（pod）内的锥齿轮传递至横旋转轴，用该横旋转轴驱动螺旋桨的结构。并且，通过在螺旋桨的周围设置具有翼形截面或者是环状的导管，从而在拖轮等的需要大的曳引力的船舶中可以产生大的推进力。

此外，这样的推进器形成能够使螺旋桨通过设置于船体的旋转驱动用的原动机绕纵轴地以360°中的任意方向旋转的结构，从而可以调节推力的方向。另外，作为螺旋桨，根据使用条件等而采用定距螺旋桨、可变距螺旋桨中的任意一个。

图8是用截面示出导管的一般的带有导管的推进器100的侧视图，在齿轮箱101的后部设置有螺旋桨102，在该螺旋桨102的周围设置有以环状形成的翼形截面的导管103。如图9所示，作为该导管103的翼形截面，一般的是外侧为直线形，内侧为膨出的形状，而如后文所述通过伯努利的定理产生升力。并且，导管103形成为前部以规定角度展开。该翼形截面的导管103是，截面形状的最前端称为“前边缘104”，最后端称为“后边缘105”，包含前边缘104的前端部分称为“前端部”，包含后边缘105的后端部分称为“后端部”。并且，连接前边缘104和后边缘105的直线部分称为“鼻尾线106（翼弦线）”，通过截面形状的厚度方向的中心的中心线称为“中弧线107（弧形曲线）”。此外，导管轴心X（螺旋桨中心轴）和鼻尾线形成的角度称为“导管展开角α”（在图中，以与导管轴心X平行的线示出）。

作为与这种带有导管的推进器相关的现有技术，例如有通过导管（导流管）内的螺旋桨的形状改良以及相对于导管的螺旋桨的配置来谋求提高推进效率的船舶用推进装置（例如参照专利文献1）。

并且，作为其他现有技术，也有通过使配置于螺旋桨周围的导流管的截面形状形成为内侧显著膨出的形状，以此想要谋求系柱状态下的推力的提高和航行时的推进效率的提高的射流喷射器（例如，参照专利文献2）。

现有技术文献：

专利文献1：日本专利申请公开第2009-1212号公报；

专利文献2：日本专利申请公开第2006-306304号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，作为采用上述带有导管的推进器的一般的船舶有上述拖轮，该拖轮中有在狭窄的港口内等上推或者拉大型船而使其靠岸的主要进行低速作业的港口拖轮和引导大型油轮等的前方以确保安全的护航拖轮等。港口拖轮是例如以在13节左右以下的低速作业中的运用为前提而设计的，护航拖轮是例如以15节以上的高速航行中的运用为前提而设计的。

而且，以往，这样的港口拖轮、护航拖轮是作为分别具有适合的性能的拖轮各自地存在，但是近年来有着作为这样的港口拖轮和护航拖轮能够两用的拖轮的需求。

另一方面，如图10所示，作为港口拖轮进行低速作业时的上述带有导管的推进器100是在基本上停止的状态（系柱状态）下产生推力，因此具有通过螺旋桨102向后方流过的水流111和从导管103的外表面沿着内表面流过的水流110。水流110是从导管103的外表面后部上的滞点SP通过导管103的前边缘104流向导管103的内表面。因此，主要进行这样的低速作业的带有导管的推进器100是通过恰当地设置导管103的中弧线107（图9），并使该导管103的展开角α相对于水流111的流入方向形成最适合的角度，以此根据上述伯努利的定理导管103的内表面前端部变成负压，并通过该导管103产生升力L。

而且，通过该升力L的导管轴心X方向的分力Lx和螺旋桨102的推力得到大的曳引力T（系柱推力）。

但是，如图11所示，作为护航拖轮在高速航行时的上述带有导管的推进器100是水流110的滞点SP成为导管103的前边缘104，该水流的一部分从该滞点SP沿着导管103的外表面流向后方。

而且，想要将上述以低速作业下的运用为前提设计的港口拖轮运用在高速航行时，在设计成能够得到上述大的曳引力T的翼形截面的导管103上，如上述图8所示，导管外表面的水流发生紊流而产生剥离涡流112，并且因导管103引起的阻力会增加而降低推进效率。